전문적인 고정밀 이미징 렌즈가 필수적인 이유는 일반 광학 장치가 일반적으로 4cm 정도인 피부과에 필요한 극도로 짧은 물체 거리에서 이미지 선명도와 기하학적 충실도를 유지하는 데 종종 실패하기 때문입니다. 이러한 특수 하드웨어 없이는 순차적으로 여러 파장을 캡처할 때 필요한 공간 이동을 방지하기 위한 일정한 시야를 보장할 수 없습니다.
다중 스펙트럼 피부 분석에서 렌즈는 단순한 보기 장치가 아니라 데이터 안정화 도구입니다. 서로 다른 광 스펙트럼에서 촬영된 이미지가 완벽하게 겹치도록 하여 자동 질감 분석 및 병변 분류에 필요한 픽셀 수준의 정확성을 제공합니다.
피부 이미징의 광학적 과제
짧은 작업 거리 마스터링
범용 렌즈는 센서에 매우 가까운 물체에 초점을 맞출 때 상당한 왜곡을 일으키는 경우가 많습니다.
피부 병변 감지를 위해 렌즈는 약 4cm의 물체 거리에서 이미지를 캡처해야 합니다. 고정밀 렌즈는 이 특정 매크로 범위에서 왜곡을 제거하도록 설계되어 결과 이미지가 피부 표면의 실제 기하학적 표현이 되도록 합니다.
다중 파장 정렬 보장
다중 스펙트럼 이미징은 서로 다른 조명 파장 하에서 일련의 이미지를 획득하는 것을 포함합니다.
렌즈가 이 과정에서 시야에 약간의 이동이라도 허용하면 이미지가 정렬되지 않습니다. 특수 렌즈는 일정한 시야를 제공하여 스펙트럼 데이터의 "레이어"가 절대적인 정밀도로 겹치도록 합니다.
알고리즘 정확도에 미치는 영향
공간 해상도 유지
물리적 렌즈는 카메라 센서 잠재력의 관문 역할을 합니다.
고해상도 센서(예: 5메가픽셀 산업용 CMOS)를 사용하더라도 열악한 렌즈는 이미지가 디지털화되기 전에 이미지를 저하시킵니다. 특수 광학 장치는 2cm x 2cm 전체 시야에 걸쳐 높은 공간 해상도를 유지하여 흐림 없이 미세한 질감과 피부 아래 구조를 캡처합니다.
정밀한 특징 추출 지원
자동 진단 알고리즘은 원형도, 견고성, 둥근 정도와 같은 특정 모양 설명자를 계산하는 데 의존합니다.
이러한 계산에는 왜곡되지 않은 원시 데이터가 필요합니다. 렌즈는 픽셀 수준의 질감 무결성을 유지함으로써 소프트웨어가 광학적 수차가 아닌 실제 병변 형태를 분석하도록 하여 흑색종 두께 분류의 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
절충안 이해
특수성 대 유연성
고정밀 렌즈는 종종 고정된 작업 거리(예: 정확히 4cm)에 최적화됩니다.
이는 우수한 왜곡 제어 및 해상도를 보장하지만 유연성은 떨어집니다. 범용 줌 렌즈와 달리 이러한 특수 광학 장치는 카메라와 환자 간의 거리가 크게 달라지면 성능이 저하될 수 있으며, 작동 중에는 단단한 기계적 스페이서 또는 고정 스탠오프가 필요할 수 있습니다.
시스템에 맞는 올바른 선택
이미징 시스템이 유효한 진단 분석을 지원하도록 하려면 주요 기술 제약 조건을 고려하십시오.
- 알고리즘 정확성이 주요 초점인 경우: 모양 설명자인 원형도 및 둥근 정도가 정확한 형태학적 데이터에서 계산되도록 거의 제로에 가까운 기하학적 왜곡을 가진 렌즈를 우선시하십시오.
- 하드웨어 통합이 주요 초점인 경우: 순차적 스펙트럼 획득 중 일관된 이미지 중첩을 보장하기 위해 고정된 4cm 작업 거리에 대해 설계된 광학 어셈블리를 선택하십시오.
진단의 품질은 광학 입력의 품질을 결코 초과할 수 없습니다.
요약 표:
| 특징 | 전문 고정밀 렌즈 | 표준 광학 렌즈 |
|---|---|---|
| 최적 작업 거리 | 고정 4cm (최적화) | 가변 (매크로 범위에서 왜곡됨) |
| 스펙트럼 정렬 | 완벽한 중첩을 위한 일정한 FOV | 공간 이동에 취약 |
| 기하학적 왜곡 | 정확한 형태학을 위해 거의 제로 | 짧은 거리에서 높은 왜곡 |
| 공간 해상도 | 전체 2x2 cm 필드에 걸쳐 유지됨 | 상당한 저하/흐림 |
| 주요 응용 | 정밀 진단 및 질감 분석 | 일반 사진 |
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참고문헌
- Xana Delpueyo, Thierry Bosch. Multispectral imaging system based on light-emitting diodes for the detection of melanomas and basal cell carcinomas: a pilot study. DOI: 10.1117/1.jbo.22.6.065006
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